張開強(qiáng)

（廣西大藤峽水利樞紐開發(fā)有限責(zé)任公司，廣西桂平537226）

1 弧形閘門的分類及技術(shù)要求

隨著水利水電工程技術(shù)的不斷提高，作為水利水電工程中必不可少的閘門也在向大型化方向發(fā)展。目前，水利水電工程中使用的弧面閘門型式按結(jié)構(gòu)特點主要分為主橫梁和主縱梁兩種。主縱梁弧形閘門一般都為低孔，門葉結(jié)構(gòu)一般是沿縱向分為左、右2 節(jié)，特大型弧形閘門分為左、中、右3 節(jié)，節(jié)間通過聯(lián)接螺栓及面板在工地焊接聯(lián)接成整體，面板由弧面機(jī)加工。

眾所周知，無論是《水利水電工程鋼閘門制造安裝及驗收規(guī)范》（從DL/T 5018，GB/T 14173 到NB/T 35045），還是設(shè)備制造合同中，都有明確規(guī)定：弧形閘門出廠前，應(yīng)進(jìn)行整體預(yù)組裝檢查。重點檢測：扭曲、門葉橫向直線度、門葉底緣直線度、頂止水螺孔中心至門葉底緣距離、鉸鏈中心至門葉中心距離的極限偏差、鉸鏈軸孔中心至面板外緣半徑的偏差、組合處錯位等關(guān)鍵項目。

2 工程及閘門概況

大藤峽水利樞紐工程是國務(wù)院批準(zhǔn)的《珠江流域綜合利用規(guī)劃》確定的以防洪、航運、發(fā)電、補(bǔ)水壓咸、灌溉等綜合利用的流域防洪關(guān)鍵性工程，也是紅水河水電基地的重要組成部分。工程共設(shè)置24 孔低孔弧形工作閘門。

閘門采用潛孔式雙主縱梁三直支臂結(jié)構(gòu)型式，雙吊點。橫梁為層疊布置，主縱梁為雙腹板的∏型焊接結(jié)構(gòu)，支臂和橫梁均為雙腹板的箱型焊接結(jié)構(gòu)，邊梁為T 形焊接結(jié)構(gòu)。門葉結(jié)構(gòu)縱向分為左、中、右3 節(jié)，節(jié)與節(jié)之間采用栓接+工地現(xiàn)場焊接，中節(jié)分為上下2 節(jié)，現(xiàn)場焊接,邊節(jié)為一整體。主縱梁布置在左、右兩邊節(jié)門葉上，每套閘門布置側(cè)輪裝置6 件，側(cè)止水為圓頭P 型水封，底水封為“Ⅰ”字型水封。閘門孔口尺寸9 m×18 m（寬×高），設(shè)計水頭為39 m，總水壓力為58 837 kN。啟閉形式及容量為后拉QHSY-2×6 300 kN 液壓啟閉機(jī)，支鉸形式為球鉸，操作方式為動水啟閉。單扇閘門總重為715 t，單側(cè)支臂結(jié)構(gòu)包括臂柱、豎桿、斜撐和支臂后端部，總重量為181 t，單節(jié)邊節(jié)門葉重量為89 t。

3 弧形閘門的預(yù)組裝方法分析

弧形閘門出廠前的整體預(yù)組裝通常采用俯臥式，就是按照弧門的工作狀態(tài)進(jìn)行預(yù)組裝，但由于多方面的原因制約，如閘門過高、單節(jié)過重、制造廠場地設(shè)備限制等，在采用俯臥式方法有一定困難時，就需要采取非常方法，比如側(cè)臥式的預(yù)組裝方法。由于此種方法應(yīng)用太少，有必要進(jìn)行深入探討，以驗證其可行性。大藤峽水利樞紐工程中，主壩低孔弧形工作閘門按照常規(guī)的俯臥式預(yù)組裝方法，門葉的最高點將超過20 m，單榀支臂重量在150 t 左右（不含斜支撐），對組拼場地吊車起吊高度、重量來說都是一個艱巨問題，不易解決。下文以中國水利水電夾江水工機(jī)械有限公司制作的大藤峽水利樞紐工程主壩低孔弧形工作閘門為例，簡要介紹一下主縱梁弧形閘門采取側(cè)臥式預(yù)組裝的方式。

4 操作步驟

弧形閘門側(cè)臥式的預(yù)組裝，就是將弧門門葉側(cè)向放倒，左、右支臂呈上下兩層擺放，左、右活動鉸鏈中心線呈垂直狀態(tài)。具體操作步驟：①測量工配合放地樣，畫出活動鉸鏈中心、支臂結(jié)構(gòu)、門葉結(jié)構(gòu)位置定位線；②按地樣定位線擺放下層平拼合格的支臂結(jié)構(gòu)；③擺放支臂上下層間的立柱支撐就位；④組裝上層支臂就位；⑤組裝活動鉸鏈就位；⑥依次組裝下側(cè)邊節(jié)門葉、中節(jié)門葉、上側(cè)邊節(jié)門葉；⑦測量相應(yīng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行局部調(diào)整。

5 檢測

1）支鉸同心度的檢測。上、下活動鉸鏈軸孔中心測量，吊垂球（垂球重量要大于1 kg），垂球下部放一水桶，將垂球沒入水中，以穩(wěn)定垂球，用鋼板尺分別測量上、下軸孔的十字方向尺寸，誤差應(yīng)控制在0.5 mm 以內(nèi)。

2）曲率半徑的檢測。閘門由于是側(cè)臥方式組裝，支臂下部、門葉下部都需要牢固的支撐，這些支撐對下部曲率半徑的測量起到了遮擋作用，使下部只能測量極少數(shù)幾個點。為此，該組裝方式曲率半徑的測量，采用上部直接拉尺子測量，然后以上部測量點為基準(zhǔn)，吊垂球，再反算出下部的曲率半徑。

3）門葉中心線、側(cè)止水螺孔線、支鉸至閘門中心的距離等可采用水平儀進(jìn)行測量。

4）閘門底緣的直線度、傾斜度，可采用經(jīng)緯儀測量法或吊垂球的方法測得。

5）其他部位的檢測與俯臥式組裝的檢測相同。

6 側(cè)臥式預(yù)組裝方法的分析結(jié)論

6.1 從操作上分析

1）此方法可解決：起吊高度和起重量不足的問題；高空作業(yè)的安全問題；由于該閘門門葉、支臂自重過大，俯臥式預(yù)組裝支點集中，每側(cè)支臂下可以放置3 個支撐點，每側(cè)支臂重150 t 左右（不含斜支撐），每個支撐點將承擔(dān)50 t 左右的壓力，有效地解決了地耐力不足的問題等。

2）門葉是按邊節(jié)、中節(jié)、邊節(jié)的順序摞起來的，對接困難；支臂也是上下兩層，上層支臂沒有支點，上、下層的對齊（尤其是支臂后段的加工面）給操作增加了難度。

總的來說，操作難度增加了，降低了高空作業(yè)高度，可不使用大型汽車吊（300 t 以上），也分散了對地面的壓力。

6.2 從檢驗角度分析

1）由于該閘門是側(cè)臥式預(yù)組裝，一般制造廠家都沒有配備全站儀等高端檢測設(shè)備，支鉸同心度的檢測只能使用垂球測量，理論上吊垂球的精度為1.0 mm ，若采取一些措施,有經(jīng)驗的技工可以達(dá)到0.5 mm。

2）上部可直接測量曲率半徑，下部由于支撐的阻擋只能依靠吊垂球間接進(jìn)行測量，但也可以控制在1.0 mm 以內(nèi)。

綜上所述，這種檢測方法，可以滿足圖紙、規(guī)范（2 個鉸鏈軸孔同軸度公差不大于1.0 mm ，曲率半徑允差±3.0 mm）的要求。經(jīng)第三方檢測單位采用全站儀進(jìn)行檢測，所得數(shù)據(jù)與人工檢測所得數(shù)據(jù)基本吻合。因此，側(cè)臥式預(yù)組裝方法可行。目前，大藤峽水利樞紐工程的左岸弧形工作閘門已安裝完成并投入運行，運行狀態(tài)良好。